
【化】 heat engine; thermodynamic engine
热机(Heat Engine)是一种将热能转化为机械能的装置,其核心原理是通过工作物质(如气体)吸收高温热源的热量,对外做功,并向低温热源释放部分热量。以下是基于汉英词典视角的详细解释:
热机由“热”(热量)和“机”(机械装置)组合而成,指利用燃料燃烧或热能驱动,通过热力学循环实现能量转换的动力设备。例如蒸汽机、内燃机等均属于典型热机。
英文术语"Heat Engine" 的定义为:
A system that converts heat or thermal energy to mechanical work by bringing a working substance from a higher temperature state to a lower temperature state.
(通过使工作物质从高温状态转变为低温状态,将热能转化为机械功的系统)。
热机遵循热力学第二定律,其效率由卡诺定理限定,计算公式为:
$$
eta = 1 - frac{T_C}{T_H}
$$
其中 ( T_C ) 为低温热源温度,( T_H ) 为高温热源温度(单位:开尔文)。实际热机因摩擦、散热等因素,效率远低于理论极限。
权威参考来源:
热机是将热能转化为机械能的装置,其核心原理基于热力学定律。以下是详细解释:
热机通过工作物质(如气体)的周期性膨胀和收缩,将高温热源吸收的热量部分转化为有用功,同时向低温热源释放余热。其运行遵循热力学第一定律(能量守恒)和第二定律(效率上限)。
理想热机效率由卡诺定理决定: $$ eta = 1 - frac{T_c}{T_h} $$ 其中:
受材料耐温性、摩擦损耗等影响,实际效率远低于理论值。例如:
热机是现代工业社会的基石,支撑着交通运输(汽车、船舶、飞机)、发电系统(火力/核能发电)、工业生产等多个领域。其发展直接推动了第一次工业革命(蒸汽机)和第二次工业革命(内燃机)。
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